- 1 - Thema: Netzwerke, Kurzfassung Referat: Simon Walz 11D. Dienstag, 29. Oktober 2002

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1 Thema: Netzwerke, Kurzfassung Referat: Simon Walz 11D Dienstag, 29. Oktober EINFÜHRUNG Idee von der Informationsübertragung: sehr alt Indianer: Rauchzeichen, Trommeln Briefverkehr: Sender Stift und Papier Weitere Beispiele: Telefon-, Fernseh- und Rundfunkübertragung Auch Computernetze dienen der Informationsübertragung: heute allgemein als Netzwerke bezeichnet Die ersten Computer waren Einzelgeräte: getrennt und unabhängig voneinander. nicht die optimale Lösung: z.b. Drucker in der Regel für jeden Computer anzuschaffen, Datenaustausch untereinander sehr umständlich Turnschuhnetz (sneaker net). mit der Einrichtung von Netzwerken: mehr Komfort und Geld einsparen. 2. DATENNETZE LANs erste Netzwerklösungen waren lokale Netze (LANs) LAN ist die Abkürzung für "Local Area Network" und heißt Lokales Netzwerk LANs verbinden alle Arbeitsstationen, Peripheriegeräte, Terminals und anderen Geräte in einem Gebäude gemeinsamen Zugriff auf Dateien und Drucker betreffen immer einen räumlich begrenzten Bereich an einem Standort, wie z.b. das Schulnetz der Lichtenbergschule zum Aufbau eines LAN erforderlich: Netzwerkkarte, Hub, Workgroup- oder LAN-Switch und Router. Weiterentwicklung des LAN stellt das WLAN dar: steht für Wireless Local Area Network und heißt drahtloses lokales Netzwerk WANs WAN ist die Abkürzung für "Wide Area Network" und heißt Weitverkehrsnetz. Möglichkeit auch zwischen Unternehmen Daten auszutauschen Stadtnetze - Metropolitan Area Networks = MANs - und Weitverkehrsnetze (WANs) Ein Beispiel für ein WAN ist das Internet Ethernet ist eine LAN-Spezifikation Ethernet-Netzwerke verwenden verschiedene Kabelarten mit einer Übertragungsrate von 10 Mbit/s Name "Ethernet" wird oft als Bezeichnung für alle lokalen Netze mit Kollisionserkennung verwendet. Fast-Ethernet ermöglicht eine zehnmal höhere Übertragungsrate von 100 Mbit/s 3. KOMMUNIKATIONSARTEN Bei Aufbau eines Netzwerkes unterschiedliche Aufbauarten möglich: Client-Server-Kommunikation Kommunikation findet dabei nur zwischen Server und Client statt z.b. eine im Netzwerk von Computer A zu Computer B (Computer A zum Server und vom Server zum Computer B) - 1 -

2 Computer A/B keine Serverdienste zum Mailversand Thin-Client Computer: keine Festplatte, keine Diskettenlaufwerke, keine CD-ROM-Laufwerke und nur eine leistungsschwache CPU funktioniert nur zusammen mit einem Server Die CPU des Thin-Client hat nur 2 Aufgaben: Tastatur- und Mausereignisse an den Server schicken. Die vom Server fertig berechnete grafische Oberfläche anzeigen. Der Thin-Client kann alleine ohne Server nicht arbeiten. Peer-to-Peer-Kommunikation Computer kommunizieren direkt miteinander dabei würde Computer A die direkt an Computer B versenden beide Computer müssen Serverdienste zum Mailversand besitzen immer mehr an Bedeutung: insbesondere beim Filesharing Filesharing: Netzwerkteilnehmer durchsuchen beim Filesharing gegenseitig ihre Festplatten 4. TOPOLOGIEN Topologie eines Netzwerkes ist die physische Anordnung von Computern und Kabeln beschreibt wie die einzelnen Geräte miteinander verbunden sind Bus-Topologie alle Computer parallel an einen Strang angeschlossen Vorteil: sehr einfacher und kostengünstiger Aufbau Nachteil: kompletter Ausfall der Kommunikation im Netzwerk, wenn an irgendeiner Stelle das Kabel getrennt wird (Kabelbruch) Stern-Topologie heutzutage mit Abstand beliebteste Topologie Vorteil: erheblich höheren Datenverkehr möglich Kommt es zum Ausfall einer Kabelverbindung, dann lediglich Ausfall des daran angeschlossenen Computers Nachteil: höheren Aufwand, da alle Endgeräte direkt an das zentrale Gerät (Switch, Hub) angeschlossen bei Ausfall des zentralen Gerätes funktioniert das gesamte Netzwerk nicht mehr Ring-Topologie wird z.b. zur Verbindung von Routern eingesetzt. Gerät A mit Gerät B und dieses wieder mit Gerät C usw. verbunden. Das letzte Gerät wird wieder mit dem ersten Gerät verbunden Jedes Gerät benötigt dabei zwei Netzwerkschnittstellen Vorteil: bei Ausfall eines Kabels oder Gerätes kann das Netzwerk weiter betrieben werden bei Ausfall eines zweiten Kabels bzw. Gerätes wird das Netzwerk in zwei Teile geteilt - 2 -

3 5. VERKABELUNG Verkabelung dient der Verbindung aller Komponenten des Netzwerkes unterschiedlichen technischen Realisierungsformen möglich Koaxialkabel Kommen zum Einsatz in LANs Kupferleiter ist von einer Schicht flexibler Isolierung umgeben Über Isoliermaterial befindet sich ein Drahtgeflecht aus Kupfer oder eine Metallfolie Vorteile in LANs: weniger Signalverstärker erforderlich (Repeater) längere Entfernungen zwischen Netzknoten sind preisgünstiger als Glasfaserkabel (100m: 25 ) Nachteil: recht langsame Datenübertragungsgeschwindigkeit (10 Mbit/s) Kabel werden über BNC-Steckern angeschlossen Twisted-Pair-Kabel man unterscheidet: STP- Kabel (STP = Shielded twisted-pair cable) Kabel mit abgeschirmten, paarweise verdrillten Adernpaaren die einzelnen Adernpaare sind mit Metallfolie umwickelt sind teurer (100m: 55 ) und schwieriger zu verlegen als UTP-Kabel STP-Kabel kommen vor allem in Europa zum Einsatz. UTP-Kabel (UTP = Unshielded twisted-pair) Ungeschirmte paarweise verdrillte Adernpaare sind preisgünstiger (100m: 40 ) Der wahre Vorteil liegt jedoch in der Kabeldicke können ohne Signalverstärker lediglich 100 Meter lang sein Vorteile: größere Datenübertragungsgeschwindigkeit (10 bis 200 Mbit/s) Kabel werden mit RJ-45-Stecker angeschlossen Glasfaserkabel Kabel, die das Übertragen von Licht ermöglichen bestehen aus zwei Glasfasern, die von zwei voneinander getrennten Hüllen umgeben sind Verglichen mit anderen Netzwerkkabeln sehr teurer, sind nicht anfällig für elektromagnetische Störungen bieten deutlich höhere Datenübertragungsraten als alle anderen beschriebenen Kabelarten (1000 Mbit/s und mehr) Kabel werden mit Multimode-Steckern angeschlossen. 6. PROTOKOLLE Zur Übertragung von Datenpaketen durch das Internet oder Netzwerk werden die Informationen in einzelne Datenpakete aufgeteilt Am Anfang eines jeden Datenpaketes steht als Zielangabe die IP-Adresse Danach folgen die Daten, die am Schluss durch eine Prüfsumme abgeschlossen werden Jedes Datenpaket kann dabei einen anderen Pfad durchs das Internet oder Netzwerk nehmen - 3 -

4 Die Pfadbestimmung wird dabei über die Router vorgenommen Anzahl der beim Senden passierten Router wird als Hops bezeichnet TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) wurde in den 70er Jahren vom US-amerikanischen Verteidigungsministerium entwickelt, um den Aufbau weltweiter Netzwerke zu unterstützen das TCP/IP-Protokoll ist das Standard-Protokoll für die Kommunikation im Internet TCP/IP-Modell besteht aus vier Schichten: der Anwendungsschicht, der Transportschicht, der Internetschicht und der Netzzugangsschicht Anwendungsschicht: gewährleistet, dass die Daten ordnungsgemäß für die nächste Schicht gepackt werden Transportschicht: ist für Aspekte der Qualität der Übertragung zuständig Internet-Schicht: stellt sicher, dass Quellpakete aus einem beliebigen Netz, innerhalb eines WANs, sicher an ein Ziel übertragen werden unabhängig vom gewählten Pfad und den verwendeten Netzen das für diese Schicht zuständige Protokoll wird Internet Protocol (IP) genannt auf dieser Schicht erfolgt die Ermittlung des optimalen Pfades (z.b. durchs Internet) und die Paketvermittlung. Netzzugangsschicht: ist für alle Aspekte zuständig, damit ein IP-Paket übermittelt werden kann. IP-Adresse: ist die Zielangabe eines Datenpaketes ist sozusagen die Telefonnummer des Computers ist eine 32-Bit-Adresse, die einem Host zugewiesen wird, der TCP/IP nutzt setzt sich aus vier Oktetten zusammen, die bei der Darstellung durch Punkte getrennt werden (AAA.AAA.AAA.AAA) man unterscheidet zwischen: privaten IP-Adressen (die mit "10.", mit "127.", und mit " " anfangen) Meine IP-Adresse im lokalen Netzwerk heißt fast alle anderen IP-Adressen sind öffentliche IP-Adressen alle diese öffentlichen IP-Adressen dürfen auf der ganzen Welt nur einmal vergeben werden MAC-Adresse ist in der Netzwerkkarte fest einprogrammiert und lässt sich normalerweise nicht ändern ist 6 Byte lang Jede MAC-Adresse gibt es weltweit nur einmal Beispiel für eine Mac-Adresse lautet: B-9D. 7. BETRIEBSSYSTEME Microsoft Serverbetriebsystem: Die wohl bekanntesten Serverbetriebssysteme kommen aus dem Hause Microsoft sie heißen Windows NT 4.0 Server und Windows 2000 Server. schnelle und einfache Administration Nachteile: größere Anzahl von Bugs und Sicherheitslöchern der Preis: Ein "Windows 2000 Advanced Server, 25 Clients"- Lizenz kostet meist mehr als

5 Microsoft Clientbetriebsysteme: Auch das bekannteste Clientbetriebssystem kommt natürlich von Microsoft Die verschiedenen Versionen heißen: Windows 95/98/ME/CE/XP/2000/NT 4.0 Workstation Vorteil: Fast jeder kann mit Windows umgeben Nachteile: viele Fehler, die zu Abstürzen, Datenverlust und Sicherheitslöchern führen Der größte Nachteil ist auch hier der Preis: Windows XP Professional (deutsch) kostet meistens mehr als 180 für ein System. Novell NetWare NetWare, das Serverbetriebssystem von Novell ist bekannt für sein wirklich schnelles Dateisystem es kann Daten extrem schnell lesen und diese an den Client senden es ist etwas schwerer als das Konkurrenzprodukt von Microsoft zu konfigurieren hat einen stolzen Preis: NetWare 6 25-User Strong Encryption (128+ bit) German kostet etwa Unix existiert schon wesentlich länger als alle Konkurrenzprodukte Unix als Serverbetriebssystem, zum Beispiel von SUN oder auch von IBM Unixbetriebssysteme findet man eigentlich fast nur in sehr teueren Serverschränken Linux ist ein Abkömmling aus der Unixfamilie ist ein echtes multiuser- und multitaskingfähiges Netzwerks-Betriebssystem (sowohl Server- und Clientbetriebssystem) Nachteil ist die etwas aufwendigere Administration eines Linuxsystems Vorteile von Unix und Linux: Quellcode aller Linuxversionen ist offen sehr kostengünstig (Distribution: ca.75 ; Internet: 0 ) sehr gute Stabilität sehr gute Netzwerkfähigkeit kann sich mit allen anderen Betriebsystem verständigen. Kann sogar grafische Oberfläche und Rechenleistung teilen Linux wird als Serverbetriebssystem immer populärer! MAC OS Clientbetriebssystem für den Apple-Rechner weißt hohe Stabilität und gut Administration auf Apple-Talk-Protokoll besonders einfach zu administrieren Nachteil: der hohe Preis. (Mac OS X etwa 250, kleinster Mac: 1390 ) Apples sind für Firmen, in denen viel mit Multimedia (Grafiken, Filmen usw) gearbeitet wird, gut geeignet. 8. BEISPIEL: AUFBAU EINES KLEINEN NETZWERKES MIT ZWEI PCs Beispiel: zwei PCs direkt miteinander verbunden, um einfaches LAN aufzubauen PCs über ein Cross-Over-Kabel direkt von der einen Netzkarte zur anderen Netzkarte verbinden es können keine weiteren Geräte an das Netzwerk angeschlossen werden zu beachten: Die Netz-Hardware muss ordnungsgemäß installiert sein alle TCP/IP-Protokoll-Netzeinstellungen für die Kommunikation der beiden Arbeitsstationen müssen konfiguriert sein z. B. die IP-Adresse und die Subnetzmaske Zum Testen der Verbindung können Programme, wie winipcfg (ipconfig) und ping verwendet werden. Danach könnte z.b. eine Dateifreigabe eingerichtet werden - 5 -